MX2007000597A - Elemento sujetador para ser soldado por friccion a un componente plano. - Google Patents

Elemento sujetador para ser soldado por friccion a un componente plano.

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MX2007000597A
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Eberhard Christ
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Abstract

La invencion se relaciona con un elemento sujetador con una cara, la cual tiene una nervadura anular concentrica (3), para ser soldada por friccion a un componente plano (12, 26) por la fuerza rotacional que actua sobre el elemento sujetador y una fuerza de presion dirigida hacia el componente (12, 26) La nervadura anular (3) tiene, en el area de su altura mayor (6), una linea de contacto concentrica con el componente (12, 26) y es parte de un reborde (4), el cual comprende tanto la nervadura anular (3) asi como, fuera de la nervadura anular (3), una ranura concentrica (7) con una pared externa (25) para repeler las partes desgastadas que surjan durante la soldadura por friccion, y tiene una cavidad central (8) para acomodar las partes desgastadas, por lo que el reborde (4), junto con su cara lateral lejos de la nervadura anular (3), forma una superficie opuesta (5) para la fuerza de presion dirigida hacia el componente (.12, 26) y, junto con su superficie externa, forma un conductor para la fuerza rotacional.

Description

ELEMENTO SUJETADOR PARA SER SOLDADO POR FRICCIÓN A UN COMPONENTE PLANO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un elemento sujetador con una cara frontal que tiene un anillo anular concéntrico para la soldadura por fricción a un componente plano a través de la acción de la fuerza rotacional sobre el elemento sujetador y la fuerza de presión contra el componente.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un elemento sujetador es presentado en la Figura g de la DE 199 27 369 Al, donde el elemento sujetador es un prisionero con un reborde proporcionado en un extremo del prisionero, teniendo el reborde un anillo anular concéntrico sobre su cara lateral lejos del prisionero. El anillo anular forma el extremo radial del reborde y rodea una cavidad central. La superficie de fricción del anillo anular es plana, dando como resultado esto una superficie de fricción plana anular sobre el prisionero, siendo la superficie de fricción capaz de ser unida con una sección transversal considerable a un componente plano a través de la soldadura por fricción. Para asegurar, durante la operación de soldadura por fricción a través de la rotación del elemento sujetador y presionando contra un componente, el prisionero conocido con su superficie de fricción relativamente grande permite que se genere el calor requerido para cubrir parte de la superficie de contacto. Sin embargo, tiene la desventaja de que, durante la rotación del elemento sujetador y la presión contra el componente, se producen fuerzas cortantes radiales, la consecuencia de lo cual es que, además de la rotación, el prisionero también experimenta rítmicamente una deflexión que imparte una considerable inestabilidad a la operación de soldadura por fricción. Además, la US-PS 4,850,772 describe un prisionero el cual va a ser unido por soldadura por fricción a un componente, formando la cara frontal de dicho prisionero la superficie que va a ser unida por soldadura por fricción al componente respectivo. El prisionero tiene un reborde separado de la cara frontal, estando el reborde diseñado para transmitir la fuerza rotacional y la fuerza de presión, de modo que su lado orientado al ojo de la cara frontal del prisionero es ligeramente cónico en forma y está provisto con acanaladuras sucesivas las cuales están orientadas radialmente con sus rebordes. Las acanaladuras asi orientadas juntas forman el cono mencionado anteriormente y sirven para ser recibidas por una cuña formada de manera correspondiente la cual absorbe la fuerza rotacional via las acanaladuras y la fuerza de presión via la extensión radial del reborde y transmite las fuerzas via el cuerpo o fuste del prisionero hacia la cara frontal del mismo por la soldadura por fricción. Puesto que en el proceso de soldadura por fricción el cual subyace al prisionero, es necesario aplicar fuerzas rotacionales considerables y también fuerzas de presión, el diseño acanalado de la superficie mencionada anteriormente del reborde puede significar que las pendientes de los canales individuales impartan a la cuña de dispositivo de soldadura por fricción empleando la tendencia a ser forzada rítmicamente, lejos del reborde, lo cual puede dar como resultado un movimiento de agitación, por encima de toda la dirección axial, siendo esto en detrimento de la operación de la soldadura por fricción.
LA INVENCIÓN El objetivo de la invención es diseñar el elemento sujetador mencionado anteriormente de modo que, con una guia uniforme, tenga la tendencia para centrar automáticamente por si mismo durante la rotación. El objetivo de la invención se logra dado que, en la región de su mayor elevación, el anillo anular tiene una linea de contacto concéntrico en relación con el componente y es parte de un reborde, donde el reborde comprende tanto el anillo anular como también, fuera del anillo anular, una ranura concéntrica con una pared externa para repeler el material desgastado que surja durante la operación de soldadura por fricción asi como una indentación central para recibir el material desgastado, donde, con su lado orientado lejos del anillo anular, el anillo forma una superficie de acoplamiento para la fuerza de presión contra el componente y, con su superficie externa, forma un conductor para la fuerza rotacional. En razón de este diseño de la proyección anular con una linea de contacto concéntrica, cuando el elemento sujetador se hace girar y se presiona contra un componente plano, inmediatamente se forma en el componente una linea de impresión, la cual sigue la linea de contacto, siendo la linea de impresión más profunda a medida que progresa la operación de soldadura por fricción y conduciendo por lo tanto automáticamente al centrado automático del elemento sujetador durante la operación de soldadura por fricción. En el proceso, la ranura concéntrica, que rodea al anillo anular, con su pared externa y la indentación central asegura que el material desgastado que surja durante la soldadura por fricción, más especialmente residuos de metal y particularmente polvo, sea repelido o retirado, siendo de este modo el material desgastado removido de la región por soldadura por fricción actual y por lo tanto siendo capaz de perturbar la operación de soldadura por fricción. Debido a que el anillo anular está integrado al reborde, el reborde es ventajosamente capaz de efectuar una pluralidad de funciones, a saber también la transmisión de la fuerza rotacional y la fuerza de presión, permitiendo de éste modo un diseño compacto correspondiente del elemento sujetador de acuerdo a la invención. El reborde es capaz de absorber las fuerzas de presión requeridas que deben actuar durante la soldadura por fricción y que son transmitidas del elemento sujetador giratorio hacia la zona de soldadura por fricción sobre el componente. El reborde es al mismo tiempo usado como un conductor, particularmente cuando está en forma de un hexágono, siendo esto de ventaja para dirigir el elemento sujetador por medio de una cuña giratoria y una herramienta correspondiente, donde el reborde forma, con su lado orientado lejos del anillo anular, como una superficie de acoplamiento para la cuña del dispositivo por soldadura por fricción, donde, como se describió aqui anteriormente, la cuña transmite al sitio de soldadura una fuerza de presión ejercida sobre el reborde. El anillo anular puede ser, de manera ventajosa, de sección transversal convexa. Gracias a este diseño, cuando el anillo anular entre en contacto con el componente da como resultado una linea de contacto o flecha concéntrica, la cual da como resultado automáticamente el centrado anteriormente mencionado del elemento sujetador durante la operación de soldadura por fricción. En relación con esto, el diseño convexo también tiene un efecto compensador en el caso de que el elemento sujetador no haya sido colocado exactamente en ángulo recto sobre el componente . De manera alternativa, sin embargo, son posibles otros diseños de sección transversal del anillo anular, por ejemplo, de modo que el anillo anular sea unido en sección transversal por una superficie cónica circularmente concéntrica, convexa, terminando la superficie cónica hacia el exterior en las lineas de contacto en el borde externo del anillo anular. En este caso, la linea de contacto concéntrica es colocada tan lejos como sea posible del borde externo del anillo anular, interfiriendo esto además con el efecto de centrado de la linea de contacto. El elemento sujetador puede, de manera adecuada ser o estar, en la forma de un prisionero o de una tuerca. Cuando este en forma de una tuerca, el elemento sujetador puede ser diseñado, de manera ventajosa, en forma de un contacto a tierra en el que un lado del mismo esté en forma de un lado de soldadura que tenga un anillo anular concéntrico para la operación de soldadura por fricción y el otro lado del mismo esté en forma de un lado de haga contacto con el contacto eléctrico de un conductor eléctrico, de modo que el lado que haga contacto tenga una proyección concéntrica con respecto al cuerpo de la tuerca, la cara frontal de la proyección que forma la superficie que hace contacto y el borde externo redondo de la proyección que sea sobrepuesta y sellada por calor y un tornillo premontado. Para la unión y soldadura por fricción de la tuerca de soldadura por fricción, la tuerca está provista con un anillo anular concéntrico, lo cual durante la operación de soldadura por fricción, da como resultado una linea de contacto concéntrica en relación al componente respectivo, conduciendo de este modo al centrado automático durante la rotación de la tuerca de soldadura por fricción mientras se somete a la fuerza de presión. La proyección concéntrica, la cual forma el último sitio donde se hace contacto, esta inicialmente cubierta, durante la unión de la tuerca de soldadura por fricción, por la cabeza del tornillo premontado, donde, debido a su presión contra la proyección, la cabeza al mismo tiempo asegura el sellado del lado de hacer contacto, con el resultado de que el lado que hace contacto permanece constantemente libre de contaminantes hasta que la tuerca de soldadura por fricción ha sido finalmente unida, el tornillo premontado desatornillado y, con esto, un conductor eléctrico atornillado sobre la tuerca de soldadura por fricción. En relación con esto por lo tanto, el tornillo premontado sirve, por otro lado, para cubrir y mantener limpio el lado que hace contacto, es posible, de la tuerca de soldadura durante la unión de la tuerca de soldadura por fricción y el proceso de pintura posterior y también durante la sujeción de un conductor eléctrico al lado que hace contacto de la tuerca de soldadura por fricción, con el resultado de que el lado que hace contacto de la tuerca de soldadura por fricción está siempre protegido contra la contaminación de corrosión, garantizando por lo tanto que se haga un contacto seguro. La proyección concéntrica es, de manera ventajosa, de un diseño tal que el diámetro de su borde externo es más pequeño que el diámetro más pequeño del lado inferior de la cabeza de tornillo. En este caso, la cabeza del tornillo se superpone de manera segura a la proyección, con el resultado de que toda la superficie de la misma es protegida constantemente contra la contaminación. Para garantizar que se haga un contacto particularmente bueno con la seguridad simultánea de que el tornillo y el sellado de la región del sitio que hace contacto, la cara frontal de la transmisión está ventajosamente en forma de un cono cóncavo plano donde, cuando la cabeza del tornillo es presionada encima, el borde externo redondo del cono forma una región de contacto lineal de presión de contacto incrementada. En razón de este diseño, un conductor eléctrico, más particularmente una unión de cable, es presionada de manera particularmente firme contra la proyección de la región del borde redondo externo del mismo, garantizando de este modo que se haga un contacto seguro, formándose, a saber una región de contacto lineal la cual se caracteriza por una presión de contacto incrementada. Con el cóncavo plano, como receptáculo para el conductor eléctrico, asegura adicionalmente que la conexión establecida sea sometida a un efecto de bloqueo automático, puesto que la región cóncava plana jala al conductor, como si estuviera en su región interna, proporcionando por lo tanto protección contra su pérdida de trabajo. Además, existe el efecto ventajoso de que, debido a la presión particularmente alta en el borde extremo de la proyección, exista un efecto de sellado especialmente fuerte hacia el interior, sellando de este modo el sitio que hace contacto contra el ingreso de humedad y proporcionando de este modo a la cuerda una protección particularmente efectiva contra la corrosión. Donde el elemento de sujeción está en forma de un prisionero con un fuste roscado, el fuste roscado puede, a través de una transición hacia el reborde, ser usado como una región para el acoplamiento del pasador por una cuña, formando la región un cuello cilindrico coaxial adjunto al reborde, donde el cuello, de diámetro más grande que el fuste o cuerpo roscado, transita hacia la superficie de acoplamiento, y tras el acoplamiento por la cuña, permite la rotación centrada precisa del prisionero tras presionar contra el componente, y también con respecto su diámetro, puede ser fácilmente fabricado con una tolerancia pequeña. Durante la formación de la conexión soldada por fricción, también la región dentro del anillo de material fundido se calienta, lo cual puede conducir, especialmente si están presentes contaminaciones o recubrimientos a evaporación. Esos vapores son incluidos por el contacto entre el componente y el anillo anular. Para permitir que esos vapores sean descargados, el anillo anular puede ser provisto con una o más ranuras radiales, la profundidad de las cuales corresponde a la conexión soldada por fricción. Las ranuras radiales son tan estrechas que, aunque virtualmente no se produzca daño en la resistencia de la conexión soldada por fricción, se asegura que no exista una sobrepresión indeseable dentro de la conexión soldada por fricción como consecuencia de cualesquier vapores. Además, las ranuras radiales también pueden tener el efect?o deseado de desprender cualquier recubrimiento sobre el componente antes del inicio de la operación de soldadura por fricción.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las modalidades ilustrativas de la invención se presentan en los dibujos, en los cuales: La Figura 1 muestra un elemento sujetador en forma de un prisionero con un anillo anular convexo en elevación lateral, parcialmente en corte; La Figura 2 muestra el prisionero en una vista plana vista desde arriba del anillo anular; La Figura 3 muestra un prisionero similar con una superficie cónica concéntricamente circular sobre el anillo anular, parcialmente en corte; La Figura 4 muestra un elemento sujetador en forma de un prisionero, soldado sobre un componente; La Figura 5 muestra un elemento sujetador en forma de una tuerca; La Figura 6 muestra una tuerca de la Figura 5, soldada sobre un componente; La Figura 7 muestra la tuerca de soldadura por fricción soldada a una placa de metal y con tornillos premontados; La Figura 8 muestra la tuerca de soldadura por fricción por si misma; La Figura 9 muestra la tuerca de soldadura por fricción con un muñón de cable roscado; La Figura 10 muestra un elemento sujetador en forma de un prisionero con un anillo anular convexo en elevación lateral, parcialmente en corte; La Figura 11 muestra el prisionero en una vista plana desde arriba del anillo anular; La Figura 12 muestra la cuña, con el prisionero habiendo sido acoplado por la cuña y presionado contra un componente; La Figura 13 muestra un prisionero conectado por soldadura por fricción a un componente recubierto; La Figura 14 muestra un elemento de sujeción en forma de un prisionero de acuerdo a la Figura 1 en elevación lateral con una ranura radial; La Figura 15 muestra un elemento sujetador en forma de un prisionero en una vista plana desde arriba del anillo anular, estando aqui el anillo anular provisto con tres ranuras radiales.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN La Figura 1 presenta un elemento de sujeción en forma de un prisionero 1, estando el prisionero 1 provisto sobre uno de sus primeros lados con un fuste o cuerpo liso 2 y sobre su otro lado con el anillo anular 3 (mostrado en corte) como parte del reborde 4. El reborde 4 está en forma de un hexágono con respecto a su superficie externa. Para la operación de soldadura por fricción, el prisionero 1 es sujetado en una cuña de forma adecuada de un dispositivo de soldadura por fricción conocido, para lo cual el hexágono del reborde 4 sirve como un conductor ventajoso para absorber la fuerza rotacional grande requerida. Durante la operación de soldadura por fricción, la cuña (no mostrada) presiona sobre la superficie posterior 5 del reborde 4 como resultado de lo cual el anillo anular 3 es entonces presionado contra un componente plano (no mostrado en la Figura 1) con la fuerza de presión requerida. Ese componente plano es presentado en la Figura 4. Cuando el prisionero 1 es presionado contra un componente, el anillo anular 3 entra en contacto con la región de su elevación más grande 6 (mostrada como una linea punteada en la Figura 2), formándose una linea de contacto concéntrica muy estrecha, lo cual asegura que, durante la presión contra el componente y durante la rotación del prisionero 1, exista automáticamente un centrado automático del movimiento rotacional . La Figura 2 presenta el prisionero 1 en una vista plana desde arriba del lado del prisionero con el anillo anular 3. La Figura 2 como se estableció anteriormente, la linea de contacto 6 es presentada por la linea punteada 6. Como se vuelve más evidente en la Figura 1, el anillo anular 3 es unido sobre un lado por la ranura concéntrica 7 y sobre el otro lado por la indentación central 8, formando la pared externa 25 una superficie para repeler el material desgastado usando la fuerza centrifuga y formando la indentación 8 un espacio de recepción para el material desgastado (residuos fundidos y partículas de polvo) , material desgastado el cual es entonces incapaz de perturbar la operación de soldadura por fricción real. La Figura 3 presenta una variación sobre el diseño del prisionero de acuerdo a la Figura 1, la Figura 3 muestra la sección transversal del anillo anular, la cual es aqui identificada por el carácter de referencia 9. El anillo anular 9 está provisto hacia el interior con una superficie, cónica circular convexa 10, la cual termina hacia el exterior en la linea de contacto concéntrica 11. La linea de contacto 11, colocada alejándose hacia fuera sobre el anillo anular 9, asegura de manera particular que el prisionero se centre por si mismo durante la rotación del mismo. La Figura 4 presenta el prisionero 1 de la Figura 1, soldado sobre el componente plano 12. El componente plano es aqui formado por una placa de metal recubierta delgada, y los recubrimientos de la cual son identificados por el carácter de referencia 13. Como puede observarse, una porción del anillo anular convexo 3 ha penetrado hacia el material del componente 12 y tiene, en la región 14, soldada de manera libre de poros como el material del componente 12. La Figura 5 muestra un elemento sujetador en forma de tuerca 15, donde, sobre uno de sus lados, la tuerca 15 es similar en diseño al prisionero 1 de acuerdo con la Figura 1. Sobre el lado en cuestión, la tuerca 1 tiene un anillo anular convexo 16, sobre el cual se forma entonces la linea de contacto 17 durante la operación de soldadura por fricción. La ranura 18 se proporciona contigua al anillo anular 16. También se proporciona entre el anillo anular 16 y el orificio pasante 19 la ranura interna 20, la cual dirige cualquier material desgastado lejos del orificio pasante 19. La Figura 6 presenta la tuerca 15 de la Figura 5, esta vez soldada al componente plano 26, el cual está formado por una placa de metal delgada. Como puede observarse, una porción del anillo anular convexo 16 ha penetrado hacia el material del componente 26 y tiene, la región 27, soldado con el material del componente 26. La Figura 7 muestra la tuerca de soldadura por fricción 31 (véase también la Figura 8) , soldada a la placa de metal 38. Durante la operación de soldadura por fricción, la tuerca de soldadura por fricción 31 se encuentra presionada de manera conocida contra la parte de metal 38, donde la proyección concéntrica 33 presiona contra la superficie respectiva de la parte de metal 38, licuada al ser calentada y, finalmente, sóida con la parte de metal 38. La tuerca de soldadura por fricción 31 está provista con el tornillo premontado 39, la cabeza del tornillo 40 la cual presiona contra el borde externo 41 (visible en la Figura 8) del cono 36, formando en ese sitio un sello particularmente efectivo debido a la linea de contacto estrecha, como consecuencia de lo cual, si un recubrimiento, por ejemplo una capa de pintura, ha sido aplicado con la tuerca de soldadura por fricción 31 que haya sido soldada encima, el recubrimiento es incapaz de penetrar hacia la región de cono 36 que sirve como sitio para hacer contacto. La tuerca de soldadura por fricción 31 presentada en la Figura 8 comprende el cuerpo de la tuerca 32, un lado del cual, como el lado de soldadura, provisto con el anillo anular concéntrico 33. El otro lado de la tuerca de soldadura por fricción 31 forma el lado que hace contacto, el cual, para éste propósito, tiene la proyección concéntrica 34, la cual es estampada del cuerpo o ajuste de la tuerca 32. El borde redondo externo de la proyección 34 es de tal diámetro que es lo propuesto por la cabeza del tornillo premontado 39, siendo esto más completamente explicado con referencia a la Figura 7. La proyección 34 está provista sobre su cara frontal con el cono cóncavo plano 36, el cual asegura que se efectúo un contacto y un sellado especialmente buenos cuando se atornillen con un conductor eléctrico. El cono 36 forma el sitio que hace contacto para un conductor que va a ser atornillado (véase la Figura 9) . La tuerca de soldadura por fricción 31 está adicionalmente provista con el orificio pasante roscado internamente 37; además, la superficie externa del cuerpo de la tuerca 32 está en forma de un hexágono, con el resultado de que la tuerca de soldadura por fricción 31 puede ser acoplada de manera segura por una herramienta adecuada para la operación de soldadura por fricción y puede ser presionada contra un componente que va a ser soldado encima. La Figura 9 muestra la tuerca de soldadura por fricción 31, soldada a la parte de metal 38, como se presenta en la Figura 1, donde el tornillo 39, aún premontado en la fase mostrada en la Figura 8, sirve ahora para atornillar una unión de cable 42 sobre la tuerca de soldadura por fricción 31, siendo prensado en la unión de cable 42 contra el cono 36 y, de manera más particular, contra el borde 41 del mismo, dando de éste modo como resultado que se produzca un contacto especialmente seguro y un sellado seguro, debido a que, durante el prensado, el material de la unión de cable 42 es presionado, al menos en parte, en el cono 36, quedando por lo tanto adicional, especial y efectivamente bloqueado contra la rotación en él. La Figura 10 presenta un elemento sujetador en forma de prisionero 51, estando el prisionero 51 provisto, sobre uno de sus lados, con un fuste o cuerpo roscado 52, y sobre su otro lado, con un anillo anular 53 (mostrado en corte) como parte del reborde 54. El reborde 54 está en forma de un hexágono con respecto a su superficie externa. Para la operación de soldadura por fricción, el prisionero 51 es sujetado por una cuña de forma adecuada de un dispositivo de soldadura por fricción (véase la Figura 12), para lo cual el hexágono del reborde 54 sirve como un conductor ventajoso para absorber la fuerza rotacional grande requerida. Durante la operación de soldadura por fricción, la cuña (no mostrada en la Figura 10) presiona sobre la superficie posterior 55 del reborde 54, superficie la cual sirve como superficie de acoplamiento 55 para la fuerza de presión, permitiendo esto entonces que el anillo anular 53 sea presionado contra un componente plano (no mostrado en la Figura 10) con la fuerza de presión requerida. Ese componente plano es presentado en las Figuras 12 y 13. Cuando el prisionero 51 es presionado contra un componente, el anillo anular 53 entra en contacto con la región de su elevación más grande 56 (mostrada como una linea punteada en la Figura 11), por lo que se forma una linea de contacto concéntrica muy estrecha que asegura que, durante la presión con el componente durante la rotación del prisionero 51, exista un centrado automático del movimiento rotacional. Proporcionado entre la región roscada del cuerpo roscado 52 y el reborde 54 se encuentra el cuello 60, el cual es de forma cilindrica y se extiende coaxialmente con respecto al prisionero 51, con el resultado de que el cuello 60 ofrece la región guia ideal para la aplicación de una cuña, lo cual a su vez, en el caso de una rotación centrada con precisión, imparte una rotación perfectamente verdadera al prisionero. En el presente diseño, el cuello 60 está colocado radialmente relativamente cerca de la linea de contacto en la región de la elevación 56, con el resultado de que esto, también, proporciona una guia ventajosa de la región con el anillo anular 53, siendo la región requerida para la operación de soldadura por fricción. La transición de cuerpo roscado 52 al cuello 60 es formada por la pendiente cónica 61, lo cual facilita la operación de una cuña. La Figura 11 presenta el prisionero 51 en una vista plana desde arriba del lado del prisionero con el anillo anular 53. En la Figura 11, la linea de contacto 56 es, como se estableció anteriormente, representada por la linea punteada 56. Como se vuelve más evidente de la Figura 10, el anillo anular 53 está unido sobre un lado por la ranura concéntrica 57 y por el otro lado por la indentación central 58, formando la pared externa 75 una superficie para repeler el material desgastado usando la fuerza centrifuga y la indentación 58 que forma un espacio de recepción para el material desgastado (residuos fundidos y partículas de polvo) , material desgastado que es entonces incapaz de perturbar la operación de soldadura por fricción. La Figura 12 presenta el prisionero 51, acoplado por una cuña en la fase de rotación del prisionero y presionando contra el componente 62, cuña la cual es mostrada parcialmente en la Figura 12 y presiona el componente 62 a través del sujetador inferior 69 contra el resalto 65. La cuña comprende el receptáculo anular 59, el cual abarca perfectamente el reborde 54 (el cual es de perfil hexagonal) y que se fija por rotación o por un dispositivo giratorio (no mostrado) durante la operación de soldadura por fricción, siendo el prisionero 51 acoplado centralmente en su región con el cuello cilindrico 60 por el miembro de empuje tubular 68, con el resultado de que, durante la rotación, se asegura que el cuello cilindrico coaxial 60 y el miembro de empuje 68 del anillo anular 53 del prisionero gire perfectamente en verdad, es decir, sin ningún desplazamiento lateral. En razón de la rotación y presión sobre el prisionero 51 con su anillo anular 53, ocurre ahi calentamiento en los sitios de contacto del anillo anular 53 y el componente 62 que, finalmente, toma lugar la soldadura por fricción en la región 64 con el material del componente 62. La Figura 13 presenta el prisionero 51 de la Figura 10, soldado sobre el componente plano 62. El componente plano aqui está formado por una placa de metal recubierta delgada, los recubrimientos de la cual son identificados por el carácter de referencia 63. Como puede observarse, una porción del anillo anular convexa 53 ha penetrado en un material del componente 62 y tiene, en la región 64 soldada de manera libre de poros con el material del componente 62. La Figura 14 presenta el elemento sujetador de la Figura 1, en este caso, con la adición de la ranura radial 70, la cual está rebajada en el dominio anular 3 en la región de la elevación más grande 6. La ranura radial 70 es de profundidad pequeña, la profundidad sin embargo, correspondió de aproximadamente en su extensión a la conexión soldada por fricción, con el resultado de que, tras la formación de la conexión soldada por fricción, cualesquier gases que se presenten dentro del anillo anular 3 puedan escapar dentro de la ranura 70. Debido a sus dimensiones pequeñas, la ranura radial 70 no afecta de manera adversa la conexión soldada por fricción, esto en ningún porcentaje ayudando aún a la operación de soldadura por fricción dado que cualesquier contaminantes o recubrimientos del componente son desprendidos por sus bordes. La Figura 15 presenta el mismo elemento sujetador en una vista plana desde arriba del lado del elemento sujetador con el anillo anular 3. Como puede observarse, tres ranuras radiales 70, 71, 72 están rebajadas en el anillo anular 3. Sin embargo, deberá señalarse que también es posible proporcionar más o menos ranuras radiales, dependiendo de los materiales implicados en la conexión soldada por fricción requerida.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES 1. Elemento sujetador con una cara frontal que tiene un anillo anular concéntrico para la soldadura por fricción de un componente plano a través de la fuerza rotacional que actúa sobre el elemento sujetador y la fuerza de presión contra el componente donde, en la región de su elevación más grande, el anillo anular tiene una linea de contacto concéntrica en relación al componente asi como una indentación central para recibir el material desgastado y es parte del reborde, caracterizado porque el reborde comprende tanto al anillo anular como, fuera del anillo anular, una ranura concéntrica con una pared externa para repeler y absorber el material desgastado que surja durante la operación de soldadura por fricción, donde, con su lado orientado lejos del anillo anular, el reborde forma una superficie de acoplamiento para la fuerza de presión contra el componente y, con su superficie externa, forma un conductor para la fuerza rotacional.
  2. 2. Elemento sujetador según la reivindicación 1, caracterizado porque el anillo anular es de sección transversal convexa.
  3. 3. Elemento sujetador según la reivindicación 1, caracterizado porque el anillo anular está unido en su sección transversal por una superficie cónica concéntricamente circular, convexa, terminando la superficie cónica hacia el exterior en la linea de contacto en el borde externo del anillo anular.
  4. 4. Elemento sujetador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el conductor está en forma de un hexágono.
  5. 5. Elemento sujetador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento sujetador está en forma de prisionero.
  6. 6. Elemento sujetador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento sujetador está en forma de una tuerca.
  7. 7. Elemento sujetador según la reivindicación 6, caracterizado porque el elemento sujetador está en forma de un contacto de tierra, donde un lado del contacto a tierra está en forma de un lado de soldadura que tiene el anillo anular concéntrico para la operación de soldadura por fricción y el otro lado del mismo está en forma de un lado que hace contacto para el contacto eléctrico de un conductor eléctrico, de modo que el lado que hace contacto tiene una proyección concéntrica con respecto al fuste o cuerpo de la tuerca, formando la cara frontal de la proyección la superficie que hace contacto y el borde redondo externo de la proyección siendo superpuesto y sellado con la cabeza de un tornillo premontado.
  8. 8. Elemento sujetador según la reivindicación 7, caracterizado porque el diámetro del borde externo de la proyección es más pequeño que el diámetro más pequeño del lado inferior de la cabeza del tornillo.
  9. 9. Elemento sujetador según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la cara frontal de la proyección se encuentra en forma de un cono cóncavo plano, donde, cuando la cabeza de tornillo es presionada por encima, el borde redondo externo del cono forma una región de contacto lineal de presión de contacto incrementada y sellada.
  10. 10. Elemento sujetador según la reivindicación 5, caracterizado porque el prisionero tiene un fuste o cuerpo roscado, transitando el fuste o cuerpo roscado hacia la superficie de acoplamiento via un cuello cilindrico, coaxial, adjunto al reborde, de diámetro más grande que el fuste o cuerpo roscado.
  11. 11. Elemento sujetador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque, en la región de su elevación más grande, el anillo anular tiene al menos una ranura radial, la profundidad de la cual corresponde a al menos la conexión soldada por fricción.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004039398B4 (de) * 2004-08-13 2014-11-27 Ejot Gmbh & Co. Kg Futter zur Halterung von Befestigungselementen für eine Reibschweißverbindung
DE102004059625A1 (de) 2004-12-10 2006-06-22 Ejot Gmbh & Co. Kg Reibschweißverbindung zwischen einem Blechteil und einem Rotationskörper
DE102006003806A1 (de) * 2006-01-26 2007-08-02 Ejot Gmbh & Co. Kg Befestigungselement zur Reibschweißverbindung mit einem flächigen Bauteil
DE202006002173U1 (de) * 2006-02-10 2007-06-21 Ejot Gmbh & Co. Kg In einem Durchbruch einer Metallplatte einsetzbares Mutterteil
DE102006044378A1 (de) * 2006-09-20 2008-04-03 Ejot Gmbh & Co. Kg Befestigungselement für eine Reibschweißverbindung
JP5688568B2 (ja) * 2008-07-15 2015-03-25 山野井精機株式会社 被加工金属部材に突起を形成する突起形成方法
DE102010013229A1 (de) * 2010-03-29 2011-09-29 Ejot Gmbh & Co. Kg Verbindungselement für eine Reibschweißverbindung zur Verbindung von mindestens zwei plattenartigen Bauteilen
DE102011076261A1 (de) * 2011-05-23 2012-11-29 Ford Global Technologies, Llc Schweißbolzen aufweisend einen variablen, kopfseitigen Funktionsbereich
DE102013202723B4 (de) 2013-02-20 2023-04-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Befestigungsbaugruppe
DE102013225048A1 (de) * 2013-12-05 2015-06-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bolzenelement und Schweißverfahren zum Verbinden dieses Bolzenelementes mit einem Werkstück
US9601837B2 (en) 2014-01-31 2017-03-21 Ford Global Technologies, Llc Spin-welded electrical ground and spin welding methods
EP3928909A1 (de) 2017-01-30 2021-12-29 Newfrey LLC Schweisselement und schweissverfahren zum verbinden eines schweisselements mit einem werkstück
EP3634662A4 (en) 2017-05-09 2021-05-19 Penn Engineering & Manufacturing Corp. FIXING ELEMENT AND INSTALLATION PROCESS FOR VERY THIN SHEETS
FR3082247A1 (fr) * 2018-06-06 2019-12-13 Wilfried Richard Systeme de centrage pour fixations de decoration et de securite (garde-corps, tringlerie,...)
DE102019203051A1 (de) * 2019-03-06 2020-09-10 Ford Global Technologies, Llc Befestigungselement zum Reibschweißen sowie Verfahren zum Reibschweißen eines Befestigungselements an ein flächiges Werkstück
WO2021247414A1 (en) * 2020-06-03 2021-12-09 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Ultrasonic welding systems, methods of using the same, and related workpieces including welded conductive pins

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5054980A (en) * 1990-09-28 1991-10-08 Trw Inc. Composite weldable stud and method of using same
US5785805A (en) * 1996-06-14 1998-07-28 Fix, Jr.; John William Friction welding fusion enhancer apparatus
DE19637935C1 (de) * 1996-09-17 1998-04-09 Hbs Bolzenschweisssysteme Gmbh Hohler Schweißbolzen
DE19642331C2 (de) * 1996-10-14 2000-10-26 Daniel Maechtle Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Ankerschiene und einem Ankerbolzen
DE19802393A1 (de) * 1997-06-10 1998-12-17 Emhart Inc Verfahren und Befestigungsteil zur Ausbildung einer Reibschweißverbindung
EP1060823B1 (de) * 1999-06-16 2008-12-31 HBS Bolzenschweisssysteme GmbH & Co. KG Schweisselement

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Publication number Publication date
AU2005263581A1 (en) 2006-01-26
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BRPI0513400A (pt) 2008-05-06
US20070251979A1 (en) 2007-11-01
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